2023-2024学年高中物理人教版必修第三册实验探究题专项特训

2023-2024学年高中物理人教版必修第三册实验探究题专项特训 1．某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有：专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。 （1）下列能使A，B小球带等量同种电荷的方式是___________。 A．用与A，B相同的带电小球C，先接触A，再接触B B．A，B小球接触后靠近带电体但不接触，然后分开A，B小球，再移走带电体 C．A，B小球接触后，用带电小球接触A，B，移除导体球，再分开A，B小球 （2）用天平测量小球的质量m，悬挂点到小球球心的距离l，将小球B固定在绝缘底座上，A球用丝线悬挂在支架上，使小球带上等量同种电荷。某次实验中小球A静止位置和B固定位置如图所示，则A、B小球之间的距离　 　cm。 （3）本实验中，丝线与竖直方向夹角很小，，重力加速度。本实验中若小球质量为10g，，则库仑力　 　N（结果保留两位有效数字）。 （4）缓慢移动绝缘底座，得到五组F、r数据，根据库仑定律，拟合的库仑力F与距离r的关系图像可能正确的是___________； A． B． C． 2． 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。 （1）在下列图像中，表示以上电容器充电和放电过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为　 　，电容器的带电量随时间变化的图像为　 　。 （2）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电过程中电容器极板间电压随电容器的带电量变化的图像分别如图中①②所示，其中对应电容为的充电过程图像是　 　（选填①或②）。请说明你的判断依据　 　。 3．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源两端的电压恒为8V，充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的I−t曲线如图乙所示。 （1）在电容器放电过程中，通过电阻R0的电流方向　 　； （2）图像阴影为I−t曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积S1　 　S2（选填“>”、“<”或“=”）； （3）已知S1=1233mA•s，则该电容器的电容值为　 　法拉（保留两位有效数字）； （4）由甲、乙两图可判断阻值R1　 　R2（选填“>”或“<”“=”）。 （5）关于电容器在整个充、放电过程中的q－t图像和UAB－t图像的大致形状，可能正确的有　 　（q为电容器极板所带的电荷量，UAB为电容器两板的电势差）。 A B C D 4．如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。 （1）关于此实验，下列说法正确的是____； A．本实验采用的科学方法是控制变量法 B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 C．A板与静电计的指针带的是异种电荷 D．静电计可以用电压表替代 （2）保持B板不动，将A板向右移动，静电计指针张角　 　；保持板不动，向两板间插入陶瓷片，静电计指针张角　 　；（填“增大”、“减小”或“不变”） （3）改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量，因此可制作电容式传感器。保持B板不动，将A板上下移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是　 　； 5． 电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差随电荷量q的变化图像都相同。 （1）请在图1中画出图像　 　。类比直线运动中由图像求位移的方法，当两极间电压为U时，电容器所储存的电能Ep=　 　。 （2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中元件的的参数对同一电容器进行两次充电，对应的曲线如图3中①②所示。 ①②两条曲线不同是　 　（选填E或R）的改变造成的。 6． 图甲是验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上固定有相同的竖直遮光条。实验步骤如下： （1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，其读数为　 　cm。 （2）接通气源后，给导轨上的滑块一个初速度，